CN105324087B - 手术装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于进入身体的外科手术的装置和方法，尤其涉及用于进入体腔的手术钻以及进入体腔的方法。一般地，使用手术钻来获得进入体腔或比如其中需要将骨头和/或其他硬组织刺穿的部分的入口。例如，头盖骨和其他具有内腔的骨头可能需要外科手术入口以处理包含在该骨头内的身体部分。另外，一般地，在特定的方向和/或轨迹上形成尽可能小的入口孔或开口是所需的。这样，可以使用所述入口孔或开口来沿着建立的入口孔或开口轨迹引导另一个装置，比如治疗装置，到达特定目标。

Description

手术装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年3月15日申请的、名称为“SURGICAL DRILL”的美国临时专利申请序列号61/800,833和2013年12月12日申请的、名称为“SURGICAL DRILL”的美国临时专利申请序列号61/915,203的优先权，它们的内容通过引用全文并入于此。
技术领域
本发明涉及用于进入身体的外科手术的装置和方法，尤其涉及用于进入体腔的手术钻以及进入体腔的方法。
背景技术
立体定位头架(Stereotactic head frame)在神经外科中具有长的且经过验证的历史。两种最常用的立体定位头架是Leksell(Elekta)和CRW(Integra Neurosciences)架。在这些程序中，通过在四个点处将销直接拧到病人的头盖骨以便固定来将框架安装到头部。然后通过CT或MRI对附接有框架的头部进行成像来通过手动或更经常使用的计算机软件来相对于外部框架确定目标。因为可以在图像上看到框架和目标，所以可以在三个坐标轴中测量目标距框架上给定基准点的距离。接下来在OR中，弧形设备被附接到头部框架并且基于之前测量到的坐标和所需的轨迹被调节。一旦就位，使用导引件沿着到达目标的轨迹钻孔。这些头部框架以高精度(1-2mm)连接以便到达目标结构，许多情况下是通过在头盖骨与用于形成头盖入口的导引件之间形成永久固定实现的。不幸的是，所述框架是笨重的、对于病人来说是不舒适的并且是耗时的。
无框架立体定位程序依靠对预先需求的MRI或CT扫描使用解剖学标记、皮肤基准或者骨头基准来对病人的头盖骨进行登记。在手术室中，基准标记或皮肤表面的方位使用导航系统上的立体摄像机来登记到大量大脑图像。一旦登记完成，导航系统就可以显示任何登记的手术仪器与病人大脑解剖的关系。这些神经导航系统的两个主要的制造商是Medtronic和Brainlabs。两个公司提供了附接到病床的附件以使麻花钻沿着限定的轨迹接近目标。这些附件的缺点(Medtronic—Precision Aiming Device and BrainlabVarioguide)是都不是直接附接到病人的头部，因此，钻头的任何运动不是由头部的相应运动直接伴随的。这两个系统需要额外的时间和资源来安装在手术室中。最后，因为皮肤基准相对于下面的头盖骨是活动的，仅从所述登记可以导致另外的误差。
发明内容
本发明涉及用于进入身体的外科手术的装置和方法，尤其涉及可以被立体定位地引导到预定轨迹以进入体腔的手术钻以及用于进入体腔的方法。一般地，使用手术钻来获得进入体腔或比如其中需要将骨头和/或其他硬组织刺穿的部分的入口。例如，头盖骨和其他具有内腔的骨头可能需要外科手术入口以处理包含在该骨头内的身体部分。另外，一般地，在特定的方向和/或轨迹处形成尽可能小的入口孔或开口是所需的。这样，可以使用所述入口孔或开口来沿着建立的入口孔或开口轨迹引导另一个装置(比如治疗装置)到达特定目标。还有，一般地，手术钻的部分或整体用在外科手术程序中具有可灭菌性是所需的，比如通过高压灭菌器。此外，手术钻是一次性的、小的，以需要使用最小的组件，并且尽可能动力足以获得比如穿过骨头的入口，尽可能快并有效。
在本发明的一个示例性方面中，本发明的手术钻总体可以包括主体和朝向所述主体一端适于安装钻头的安装构件。所述主体内部的通道或中空部适于相对于所述钻头在固定方位中容纳导航装置。所述通道或中空部尤其可以穿过所述主体内部延伸。在一个方面中，所述钻头可移除地安装到所述安装构件。在另一个方面中，所述钻头可以永久安装到所述安装构件。在外科手术过程中手柄可以辅助提供简单并精确的使用。
所述导航装置可以包括立体定位追踪构件，例如导航探头或导航扫描笔，或者追踪设备，用于在使用过程中立体定位地追踪和控制手术钻的轨迹，使得例如通过追踪构件的引导可以沿着特定轨迹比如朝向特定目标钻出入口孔。在一个方面中，所述导航装置可以被容纳到所述通道或中空部中并且可以基本布置在手术钻的主体内部。在另一个方面中，所述导航装置可以通过适配器安装到所述通道或中空部并且可以基本布置在所述手术钻的主体外部。在另一个方面中，所述导航装置可以被容纳到所述通道或中空部中并且可以基本安装在手术钻的主体内部。例如，所述手术钻总体上可以是兼容的和/或经由适配器是兼容的以容纳标准导航探头或导航扫描笔和/或用在立体定位策略中的其他追踪设备。一般地，所述通道或局部中空部相对于可插入的探头或扫描笔是相对较深的，因为这有助于追踪的稳定性和精确性。所述通道或局部中空部还可以适于安装可插入探头、扫描笔或具有不同直径的装置而不需要使用适配器、衬套或薄垫片，例如通过至少包括锥形部、具有不同直径的部分(比如阶梯部)和/或它们的结合的方式。所述通道或局部中空部还可以包括锁定和/或其他保持构件，使得插入的探头、扫描笔或装置可以紧固地保持在所述通道或局部中空部中。所述锁定和/或其他保持构件还可以适于辅助保持插入的探头、扫描笔或装置，但是例如可以允许插入的探头、扫描笔或装置在所述通道或局部中空部中自由转动。在一些实施方式中，所述通道或局部中空部还可以与钻头直接对准，使得插入的探头或扫描笔的方位与钻头的轨迹匹配并因此与钻出的入口孔匹配。一般地，所述通道或局部中空部不穿过整个钻是必要的，使得所述通道或局部中空部的无菌性与手术钻的钻头端的无菌性分离地保持。
在另一个实施方式中，手术钻本身可以包括能够实现对手术钻的位置和/或方位进行追踪的特征，比如可以建立或可移除的导航基准。
在本发明的一个方面中，手术钻一般可以包括主体，所述主体具有在外科手术过程中用于简单并精确使用的手柄。所述主体和/或手柄一般可以包括马达、电源、所述马达的控制系统和/或用于所述马达输出的传动机构。一般可以将钻头和/或其他工具附接到钻，比如通过卡盘可逆地附接，或者通过直接附接到传动机构或附接到马达而永久附接，并且可以从主体的一个端部延伸。在一些实施方式中，钻头可以永久安装到马达和/或传动机构，使得钻头不可以从手术钻上移除。这用于使手术钻更容易防止用户失误，例如通过防止使用错误类型的钻头，和/或使手术钻在构造上简化和/或更易处置。所述手术钻还可以包括致动器，比如触发器或其他合适的控制器，用于致动所述马达和附接的钻头。所述致动器可以设置于手术钻的外部上，比如在手柄或所述主体的其他部分处，或者可以使用其他控制器，比如有线控制器、无线控制器、声音控制器和/或其他合适的控制机构。在一些实施方式中，所述电源可以是不可再充电的和/或不可移除的。这可以用于使所述手术钻更易处置和/或防止超过其预定寿命使用手术钻。例如，所述电源可以保持已知的有限电荷，其可以选择成与手术钻的给定的期望使用寿命匹配。
在本发明的另一个方面中，所述手术钻可以与立体定位进入装置一起使用。
一般地，所述立体定位装置可以包括用于将该装置固定到病人身体的一部分(比如头盖骨)的部分或构件，使得该装置总体在空间上相对于病人身体或其一部分固定。该立体定位装置一般还可以包括用于在特定轨迹处相对于病人身体或其一部分引导医疗装置或其他装置的部分或构件。
在一个方面中，立体定位进入装置包括多个安装臂，这多个安装臂还可以包括安装装置或构件，使得例如该立体定位进入装置可以紧固地安装到病人身体或其一部分。在一些实施方式中，这些安装臂一般可以适于提供立体定位进入装置与病人身体或其一部分的稳定安装。例如，许多身体部分具有弯曲或不规则表面，使得稳定安装是所需的。在一个示例性实施方式中，这些安装臂可以形成至少一个稳定平面，使得当这些安装臂附接到病人身体时，所述立体定位进入装置一般可以在空间上是稳定的和/或紧固附接的。在一个实施方式中，所述立体定位进入装置可以包括三个安装臂，它们可以形成一个稳定平面。这些安装臂还可以适于与病人身体或其一部分(比如头盖骨)的轮廓相符。这些安装臂还可以适于描绘轮廓，例如使得在所述立体定位进入装置与病人身体和/或其一部分之间存在进入空间。这是所需的，以例如在所述立体定位进入装置与病人身体和/或其一部分之间操纵医疗装置和/或其他装置。
在另一个方面中，立体定位进入装置包括安装和/或导引构件，使得可以将医疗装置和/或其他装置安装或引导到立体定位进入装置，从而例如可以将所述装置保持在相对于病人身体或其一部分的特定方位和/或空间关系。在一些实施方式中，所述安装和/或导引构件可以包括可转动部分，比如沿轨道可转动和/或可旋转的部分，使得该部分的方位可以关于病人身体、身体一部分和/或立体定位进入装置的其余部分改变。在一个示例性实施方式中，所述安装和/或导引构件例如可以包括转动球，所述转动球可以进一步包括导引槽以例如容纳医疗装置和/或其他装置。
在又一个方面中，立体定位进入装置包括辅助安装、定位和/或登记该立体定位进入装置例如相对于病人身体和/或其一部分的位置和/或方位的构件。在一些实施方式中，所述立体定位进入装置例如可以包括安装硬件，比如螺钉、钉子、螺栓、销和/或任何其他合适的安装硬件或者它们的结合。对于身体和/或其一部分的某些弯曲和/或形状，可以使用间隔件和/或其他调节附件，比如安装臂端部与身体之间的间隔件，使得可以利用所述立体定位进入装置建立稳定平面。一般地，所述安装硬件例如经由安装臂可以提供例如所述立体定位进入装置与病人身体和/或其一部分(比如与骨头或软组织)的稳定和/或紧固的保持和/或固定。在一些实施方式中，所述安装硬件还可以提供和/或用作例如基准标记，用于例如相对于病人身体和/或其一部分辅助定位和/或登记所述立体定位进入装置的位置和/或方位。例如，所述安装硬件可以通过形态检测装置登记和/或成像，比如核磁共振成像(MRI)、X光、计算机断层扫描(CT)、超声波和/或任何其他合适的形态检测装置或者它们的结合。
可重复使用和/或可再充电手术钻是有用的并且在某些应用中是所需的。一般地，手术钻是由昂贵元件制成的，因为所有元件是可灭菌性元件，从而在一次或者甚至几次使用之后丢弃是不经济的。这些钻一般还构造成钻头由操作人员安装和替换。然而，对于一些专用操作，钻在钻进操作中间停止工作是不理想的，比如由于磨损或者所使用的严格灭菌处理而导致的部件故障、由于在钻头组装或替换过程中操作人员的失误或者由于可再充电电池的故障。
在本发明的又一个示例性方面中，本发明的手术钻一般可以包括主体和朝向所述主体的一端永久安装的钻头。所述主体内部的通道或中空部适于容纳相对于所述钻头处于固定方位的导航装置。所述通道或中空部可以部分地伸入所述主体的内部。所述钻头可以安装到设置于所述主体上的安装构件或者其可以是所述主体的延伸部。
在一个方面中，本发明的手术钻可以由通过某些方法(比如通过高压灭菌器)不可以消毒的材料制成，使得其不可以重复使用。在另一个方面中，本发明的手术钻可以包括一次性手术钻的电源，以不可以再充电和/或不可以移除，使得该一次性手术钻仅可以使用有限的时间段。所述手术钻是一次性的一般是所需的，例如防止重复使用、防止超寿命使用、减小交叉污染的机会和/或简化和/或减小设计成本。在又一个示例中，手术钻需要最少的组件以将操作人员失误率减到最低一般是所需的。
本发明的钻的又一个示例性方面可以包括上面对于本发明的所有其他示例性方面所讨论的所有方面和特征。
在另一个方面中，在用于在特定位置处和/或沿着特定轨迹进入病人身体内部的方法中使用立体定位进入装置。在一个示例性实施方式中，立体定位进入方法可以包括：
步骤1：在病人和导航工具登记之后，可以将标准导航扫描笔插入手术钻的通道中，所述导航扫描笔用于确定和标记粗略的进入点，然后可以使病人准备好。然后将钻头插入立体定位进入装置的球体中使得外科医生可以例如用一只手保持两个装置。
步骤2：使用立体定位导航软件，外科医生可以再次发现所需的进入点，然后可以将导航扫描笔和所连接的手术钻与计划的到达目标的轨迹对准。外科医生然后可以将所述立体定位进入装置向下滑动到病人身体上，然后可以将安装硬件(诸如三个小的钛螺钉)例如穿过皮肤紧固到骨头中(比如头盖骨)。比如在将所述装置锁定就位之前，可以再次使用所述扫描笔来确认所述轨迹。
步骤3：还可以在所述立体定位进入装置下方在进入位置处做出刺入切口。外科医生然后利用通过所述立体定位进入装置锁定到所述轨迹上并且用所连接的导航扫描笔追踪的钻头钻出穿过骨头(例如头盖骨)的孔。
步骤4：然后可以将钻缩回以可选地例如使骨螺钉或锚定件放置在所述立体定位进入装置之下。可以制造钻适配器以装入骨螺钉或锚定件的近端中，使得螺钉的螺纹可以落入步骤3中形成的孔中。活组织检查探头还可以例如通过使用其自己的翼形螺钉直接穿过合适的适配器，并且可以用于获取例如组织样本。
步骤5：对于探头或电极的放置，外科医生可以通过将骨螺钉紧固在例如之前钻出的孔中来将其紧固。
步骤6：例如可以通过松开所述的三个螺钉来移除所述立体定位进入装置，如果形成了任何刺入切口，那可以使用单个U形钉或缝合线将它们封闭。还可以将Touhy-Borst适配器拧到骨螺钉的近端阴接头上，这可以使施加器通过并同时确保无菌区。
在一些实施方式中，所述立体定位进入装置还可以在钻出孔之后留在原地。例如骨螺钉可以连接到所述立体定位进入装置，使得可以从立体定位进入装置通过所述骨螺钉进入身体中而形成连续密封通道。还可以包括密封帽和/或其他密封元件以封闭所述立体定位进入装置的导引端。
在其他实施方式中，所述立体定位进入装置可以留在原地并且可以将导引器插入所述立体定位进入装置的通道中和在身体中钻出的孔内。所述导引器的端部还可以包括帽和/或密封件使得所述通道可以保持无菌。
在一些方面中，所述立体定位进入装置是所需的，因为其一般与现有和/或标准实践导航装置、探头和/或系统一起使用，从而在非常少的额外培训和/或对专用设备的需要的情况下适于多种医疗实践。例如，所述立体定位进入装置一般可以是兼容的和/或是经由适配器兼容的，以容纳标准导航探头或扫描笔、治疗装置、钻和/或用在立体定位外科手术中的其他设备。此外，立体定位进入装置的使用一般可以是直观的并且用最少数量的运动部件和/或元件辅助外科手术使用，使得例如用户可以基本没有困难地使用该立体定位进入装置，同时由于通用设计而在应用中仍然是相当多用途的。
从附图中示出的本发明的实施方式的下面的详细描述中可以最佳理解本发明以及上面的和其他的优点。
附图说明
图1和2示出了本发明的一个实施方式中的手术钻；
图2A示出了安装在手术钻中的导航扫描笔；
图2B示出了导航扫描笔的一个示例；
图3示出了手术钻的局部剖视图；
图4、4B和4C示出了在本发明的一些实施方式中的立体定位进入装置；
图4A示出了具有立体定位进入装置和导航扫描笔的手术钻；
图5示出了手术钻的另一个实施方式；
图5A和5B示出了具有可变直径中空部的手术钻的内部元件；以及
图5C和5D示出了可变直径中空部的示例。
具体实施方式
下面叙述的详细描述旨在作为根据本发明的各个方面提供的当前示例性化装置、方法和材料的描述，并不旨在代表可以实施或利用本发明的仅有的形式。然而，应该理解的是通过不同实施方式可以完成相同或等价功能和元件，它们也旨在包括在本发明的精髓和范围内。
除非另有定义，否则这里所使用的所有的技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员通常的理解相同的含义。虽然与这里所描述的那些类似的或相当的任何方法、装置和材料可以用在本发明的实践或测试中，但是现在描述示例性化的方法、装置和材料。
本发明涉及用于进入身体的外科手术的装置和方法，尤其涉及用于进入体腔的手术钻以及用于进入体腔的方法。一般地，使用手术钻来获得进入体腔或比如其中需要将骨头和/或其他硬组织刺穿的部分的入口。例如，头盖骨和其他具有内腔的骨头可能需要外科手术入口以处理包含在该骨头内的身体部分。另外，一般地，在特定的方向和/或轨迹处形成尽可能小的入口孔或开口是所需的。这样，可以使用所述入口孔或开口来沿着建立的入口孔或开口轨迹引导另一个装置(比如治疗装置)到达特定目标。还有，一般地，手术钻的部分或整体用在外科手术程序中具有可灭菌性是所需的，比如通过高压灭菌器。此外，还通常希望手术钻是一次性的、小的，以需要使用最小的组件，并且尽可能动力足以获得比如穿过骨头的入口，尽可能快并有效。例如，手术钻由通过某些方法(比如通过高压灭菌器)不可以消毒的材料制成是所需的，使得其不可以重复使用。在另一个示例中，一次性手术钻的电源不可以再充电和/或不可以移除是所需的，使得该一次性手术钻仅可以使用有限的时间段。所述手术钻是一次性的一般是所需的，例如防止重复使用、防止超过其设计寿命使用、减小交叉污染的机会和/或简化和/或减小设计成本。
在本发明的一个方面中，手术钻，比如图1中的手术钻100，一般可以包括主体102，所述主体102具有在外科手术过程中简单并精确使用的手柄104。所述手柄104还可以包括抓握构件，用以更好地操纵和符合人体工程学，比如如图所示的人体工程学握柄104a。所述主体102和/或手柄104一般可以包含马达、电源、用于所述马达的控制系统和/或用于所述马达输出的传动机构，如图所示并且正如下面关于图3进一步讨论的。钻头和/或其他工具，比如图1中所示的钻头108，一般可以通过支架109附接到钻100，比如通过卡盘可逆地附接，或者通过直接附接到传动机构或附接到马达而永久附接，钻头可以自主体102的一端延伸，如图所示。手术钻100还可以包括致动器，比如触发器105或其他合适的控制器，用于致动所述马达以及所附接的钻头108。所述致动器可以设置于所述手术钻100的外部上，比如在手柄104处示出的触发器105，或者设置于主体102的其他部分上，或者可以使用其他控制器，比如有线控制器、无线控制器和/或其他合适的控制机构。例如，还可以使用对于外科医生常见并熟悉的脚踏板或其他远程控制器。
如图3中所示，马达120可以连接到钻头108，所述钻头108可以安装在支架109上。还可以使用传动机构或其他速度控制机构，正如在马达120与支架109之间示出的机构122。在一些实施方式中，钻头108可以永久安装到马达120和/或传动机构122，使得所述钻头108不可以从手术钻100移除。这可以用于使手术钻108更容易防止用户失误，比如通过防止使用错误类型的钻头，和/或使手术钻108在构造上简化和/或更易处置。还可以使用倒退/前进控制器103以经由电路107控制马达120的方向，其中一个设定用于钻进，一个设定用于缩回。还可以在手术钻100的内部容纳电池或其他电源，比如在手柄104中的空间106中，比如使用图5A的手术钻100’中示出的电池106a。通过开口(比如入口帽104b)还可以够到电池106a，所述开口可以通过如图5中示出的释放结构104c致动。在一些实施方式中，入口帽104b可以永久封闭以便于防止移除电池106a。这可以使手术钻100更易处置和/或防止超寿命使用手术钻100。例如，电池106a可以保持已知的有限的电荷，其可以选择成与手术钻100的给定的期望使用寿命匹配。
可以使用的马达的示例包括可以提供足够的功率/扭矩用于钻进骨头的马达，其同时是足够紧凑的以安装在手持手术钻100中并且能够耐受组装好的手术钻100的无菌条件，比如：
马达类型：有刷直流马达(具有变速箱)
马达制造商：LDO马达有限公司
额定电压：6V DC
无载速度：900RPM+/-10％
无载电流消耗：0.6A(1.2A max)
额定扭矩：0.4kg·cm
额定扭矩下的电流：1.4A(2.1A max)
额定扭矩下的速度：650rpm+/-10％
马达直径：25mm
马达长度(轴除外)：49.8mm
马达长度(包括轴)：62.8mm
在本发明的一个示例性方面中，手术钻100一般可以包括立体定位追踪构件。一般地，可以使用立体定位追踪构件来在使用过程中追踪和控制手术钻的轨迹，使得例如可以沿着比如朝向特定目标的特定轨迹钻出进入孔。在一个实施方式中，如图1、2和2A中所示，手术钻100可以包括通道或局部中空部，比如通道110，可以使用该通道安装立体定位导引件，比如图2A中示出的扫描笔200。例如，手术钻100一般可以是兼容的和/或是经由适配器兼容的，以容纳标准导航探头或扫描笔和/或在立体定位外科手术中使用的其他追踪设备，用导航扫描笔200示出了其一个示例，该导航扫描笔200具有用于插入的主扫描笔部202和在图2B中示出为球204的追踪基准标记。一般地，所述通道或局部中空部相对于可插入的探头或扫描笔相对较深，因为这可以辅助追踪的稳定性和精确性。图3示出了穿过主体102显著部分延伸的具有内部112的通道110。所述通道或局部中空部还可以包括锁定和/或其他保持构件使得可以将插入的探头、扫描笔或装置紧固地保持在该通道或局部中空部中，比如图3中示出的密封环111。在一些实施方式中，所述通道或中空部还可以与钻头直接对准，正如可以在图3中看到的通道110和钻头108，使得插入的探头或扫描笔的方位与钻头的轨迹匹配，从而与钻出的进入孔匹配。一般地，所述通道或局部中空部不穿过整个钻是所需的，使得所述通道或局部中空部的无菌性与手术钻的钻头端的无菌性保持分离。如图3中所示，通道110的内部112在挡块113处终止并且与钻头108分开。
所述通道或局部中空部还可以适于安装可插入探头、扫描笔或具有不同直径的装置而不需要使用适配器、衬套或薄垫片，例如通过至少包括锥形部、具有不同直径的部分(比如阶梯部)、和/或它们的组合的方式。所述阶梯部例如可以包括多个具有不同直径的部分，这些直径例如与可插入探头、扫描笔或装置的标准和/或通用直径对应。所述通道或局部中空部还可以包括具有不同横截面的部分，以适应不同的可插入探头、扫描笔或装置，比如圆形、正方形、三角形和/或可能需要的任何其他横截面形状。
图5和5A示出了手术钻100’的一个示例，其可以包括直径变化的通道或局部中空部。图5A示出了多部分通道110，其具有部分112a、112b，它们可以具有不同的直径，用于容纳不同尺寸的探头、扫描笔或装置，正如在图5B中示出的具有变化的直径。该多部分通道110还可以包括额外的密封环，比如布置在部分112a、112b之间的环112c，如图所示。
图5C和5D示出了通道110的另外的示例，其可以包括多阶梯部，比如图5C中示出的3阶梯部112’，或者可以包括图5D中示出的锥形部112”。
一般地，通道110的任意多个部分或部段可以共享手术钻100’中的共用中心，使得不同的可插入探头、扫描笔或装置可以一致地定位在手术钻中，比如沿着钻头108的中心线，以有助于确保合适的校准和方位确定。
在另一个实施方式中，手术钻本身可以包括能够追踪手术钻位置和/或方位的特征，比如可以建立或可移除的导航基准。
在本发明的另一个方面中，所述手术钻可以与立体定位进入装置一起使用。
一般地，立体定位装置可以包括用于将该装置固定到病人身体的一部分(比如头盖骨)的部分或构件，使得该装置可以相对于病人身体或其一部分在空间上基本上固定。所述立体定位装置还可以一般地包括在相对于病人身体或其一部分的特定轨迹处引导医疗装置或其他装置的部分或构件。
在一个方面中，立体定位进入装置包括多个安装臂，这些安装臂可以进一步包括安装装置或构件，使得例如该立体定位进入装置可以紧固地安装到病人身体或其一部分。在一些实施方式中，这些安装臂一般可以适于提供立体定位进入装置与病人身体或其一部分的稳定安装。例如，许多身体部分具有弯曲的或不规则的表面，使得稳定安装是所需的。在一个示例性实施方式中，这些安装臂可以形成至少一个稳定平面，使得当这些安装臂附接到病人身体时，所述立体定位进入装置一般可以在空间上是稳定的和/或紧固附接的。在一个实施方式中，所述立体定位进入装置可以包括可以形成一个稳定平面的三个安装臂。这些安装臂还可以适于与病人身体或其一部分(比如头盖骨)的轮廓相符。这些安装臂还可以适于描绘轮廓，例如使得在所述立体定位进入装置与病人身体和/或其一部分之间存在进入空间。这是所需的，以例如在所述立体定位进入装置与病人身体和/或其一部分之间操纵医疗装置和/或其他装置。
图4示出了立体定位进入装置300的一个实施方式的一个示例。在一些实施方式中，比如如图所示的，该立体定位进入装置300一般可以是三脚架并且可以包括安装臂302，比如图中示出的三个安装臂，当安装到病人身体时它们可以提供稳定的平台。这些安装臂302一般还可以在所述立体定位进入装置300与病人身体之间形成空间306。这是所需的，使得当所述立体定位进入装置300在病人身体上就位时可以自由进入该区域。
在另一个方面中，立体定位进入装置包括安装和/或导引构件，使得可以将医疗装置和/或其他装置安装到或引导到该立体定位进入装置，从而例如可以将所述装置保持在特定方位和/或相对于病人身体或其一部分的空间关系。在一些实施方式中，所述安装和/或导引构件可以包括转动部，使得该部分的方位可以关于病人身体、其一部分和/或立体定位进入装置的其余部分改变。在一个示例性实施方式中，所述安装和/或导引构件例如可以包括转动球，所述转动球可以进一步包括导引槽以例如容纳医疗装置和/或其他装置。
在图4中，所述立体定位进入装置300可以包括安装球310，该安装球310可以保持在轨道308中。所述安装球310一般可以在所述轨道308中转动使得导引槽311可以以合适的角度对准，比如图4A中所示的。所述安装球310从而可以相对于病人身体90保持另一个装置，比如连接有导航扫描笔200的手术钻100的钻头108，比如图4A中所示的。所述安装球310还可以包括紧固部件或构件，比如紧固螺钉，使得可以将所述安装球310锁定在特定方位上，比如利用图4B和4C中示出的翼形螺钉312。
在又一个方面中，立体定位进入装置包括用于辅助安装、定位和/或登记该立体定位进入装置例如相对于病人身体和/或其一部分的位置和/或方位的构件。在一些实施方式中，该立体定位进入装置可以包括例如安装硬件，比如螺钉、钉子、螺栓、销和/或任何其他合适的安装硬件或者它们的结合。对于身体和/或其一部分的某些弯曲和/或形状，可以使用间隔件和/或其他调节附件，比如安装臂端部与身体之间的间隔件，使得利用所述立体定位进入装置可以建立稳定平面。一般地，所述安装硬件例如经由安装臂可以提供例如所述立体定位进入装置与病人身体和/或其一部分(比如与骨头或软组织)的稳定和/或紧固保持和/或固定。在一些实施方式中，所述安装硬件还可以提供和/或用作例如基准标记以便例如相对于病人身体和/或其一部分辅助定位和/或登记所述立体定位进入装置的位置和/或方位。例如，所述安装硬件可以通过检测模式登记和/或成像，比如核磁共振成像(MRI)、X光、计算机断层扫描(CT)、超声波和/或任何其他合适的检测模式或者它们的结合。
如图4中所示，所述立体定位进入装置300可以包括例如螺钉303，其可以安装在安装臂302的端部上。这些螺钉303例如可以是自攻型的使得它们可以例如在表面(比如病人身体)中靠它们本身形成螺纹。这些螺钉303还可以用作基准，正如上面讨论过的。对于身体的某些弯曲和/或需要调节安装臂302外形尺寸的其他情形，可以包含例如在安装臂302的端部与身体之间围绕螺钉303的间隔件，使得它们对于进一步的示例可以有效加长安装臂302。
在另一个方面中，在特定位置处和/或沿着特定轨迹进入病人身体内部的方法中使用立体定位进入装置。在一个示例性实施方式中，用于立体定位进入的方法可以包括：
步骤1：在病人和导航工具登记之后，可以将标准导航扫描笔插入手术钻的通道中，所述导航扫描笔用于确定和标记粗略的进入点，然后可以使病人准备好。然后将钻头插入立体定位进入装置的球体中使得外科医生可以例如用一只手保持这两个装置。
步骤2：使用立体定位导航软件，外科医生可以再次发现所需的进入点，然后可以将导航扫描笔和所连接的手术钻与计划的到达目标的轨迹对准。外科医生然后可以将所述立体定位进入装置向下滑动到病人身体上，然后可以将诸如三个小的钛螺钉之类的安装硬件例如穿过皮肤紧固到骨头中，比如头盖骨。比如在将所述装置锁定就位之前，可以再次使用所述扫描笔来确认所述轨迹。
步骤3：还可以在所述立体定位进入装置下方在进入位置处做出刺入切口。外科医生然后利用通过所述立体定位进入装置锁定到所述轨迹上并且利用所连接的导航扫描笔追踪的钻头钻出穿过骨头(例如头盖骨)的孔。
步骤4：然后可以将钻缩回以可选地例如使骨螺钉或锚定件放置在所述立体定位进入装置之下。可以将钻适配器制成为用以装入骨螺钉或锚定件的近端中，使得螺钉的螺纹可以落入步骤3中形成的孔中。活组织检查探头还可以例如通过使用其自己的翼形螺钉直接穿过合适的适配器，并且可以用于获取例如组织样本。
步骤5：对于探头或电极的放置，外科医生可以通过将骨螺钉紧固在例如之前钻出的孔中来将其紧固。
步骤6：例如可以通过松开所述的三个螺钉来移除所述立体定位进入装置，如果形成了任何刺入切口，则可以使用单个U形钉或缝合线将它们封闭。还可以将Touhy-Borst适配器拧到骨螺钉的近端阴接头上，这可以使施加器通过并且同时确保无菌区。
在一些实施方式中，所述立体定位进入装置还可以在钻出孔之后留在原地。例如骨螺钉可以连接到所述立体定位进入装置使得可以从立体定位进入装置通过所述骨螺钉进入身体中而形成连续密封通道。还可以包括密封帽和/或其他密封元件以封闭所述立体定位进入装置的导引端。
在其他实施方式中，所述立体定位进入装置可以留在原地并且可以将导引器插入所述立体定位进入装置的通道中以及在身体上钻出的孔中。所述导引器的端部还可以包括帽和/或密封件使得所述通道可以保持无菌。
在一些方面中，所述立体定位进入装置是所需的，因为其一般与现有和/或标准实践导航装置、探头和/或系统一起使用，并因此在非常少的额外培训和/或需要的专用设备的情况下适于多种医疗实践。例如，所述立体定位进入装置一般可以是兼容的和/或是经由适配器兼容的，以接收标准导航探头或扫描笔、治疗装置、钻和/或用在立体定位外科手术中的其他设备。此外，立体定位进入装置的使用一般可以是直观的并且用最少数量的运动部件和/或元件辅助外科手术使用，使得例如用户可以基本没有困难地使用该立体定位进入装置，同时由于通用设计而在应用中仍然是相当多用途的。
本领域普通技术人员将会意识到本发明可以具体体现为其他具体的形式而不脱离其精髓或本质特性。因此本发明的所有方面是说明性而不是限定性的。本发明的范围由所附的权利要求指明，在其意思和等价范围内的所有变化旨在包含在权利要求中。

Claims (20)

1.一种立体定位手术钻，包括：
主体，所述主体具有适于朝向所述主体的一端可逆地安装钻头的安装构件；
设置成基本朝向所述主体的所述一端的手柄部；
位于所述主体的内部的通道，所述通道穿过所述主体的所述内部延伸、位于相比所述主体的位于所述手柄部前方的部分从所述手柄部向后显著延伸得更远的细长部分中，所述通道在经过所述手柄部之前在挡块处终止并且与所述钻头分隔开；以及
位于所述通道内的保持结构；
其中所述通道适于以相对于所述钻头的固定的方位容纳导航装置，并且所述保持结构以允许所述导航装置在所述通道内自由转动的方式将所述导航装置紧固地保持在所述通道内。
2.一种立体定位手术钻，包括：
一次性的主体，所述主体具有永久安装在所述一次性的主体上的钻头；
设置成基本朝向所述主体的一端的手柄部；
穿过所述主体延伸的通道，所述通道位于相比所述主体的位于所述手柄部前方的部分从所述手柄部向后显著延伸得更远的细长部分中，所述通道在经过所述手柄部之前在挡块处终止并且与所述钻头分隔开；以及
位于所述通道内的保持结构；
其中所述通道适于以相对于所述钻头的固定的方位容纳导航装置，并且所述保持结构以允许所述导航装置在所述通道内自由转动的方式将所述导航装置紧固地保持在所述通道内。
3.根据权利要求1或2所述的立体定位手术钻，其中所述导航装置适于在使用过程中立体定位地追踪和控制手术钻的轨迹。
4.根据权利要求1或2所述的立体定位手术钻，还包括连接到所述钻头的马达。
5.一种立体定位手术钻，包括：
主体，所述主体具有中空内部、基本朝向所述主体的一端的手柄部、以及安装在所述主体的所述一端处的钻头；
布置在所述中空内部中的马达，所述钻头永久地安装在所述马达上；
布置在所述中空内部中的电源；
布置在所述手柄部上并适于致动所述马达的致动器；以及
位于所述中空内部中的安装通道，所述安装通道部分地穿过所述主体并且适于以相对于所述钻头的固定的方位容纳具有多个基准的导航装置，所述安装通道位于相比所述主体的位于所述手柄部前方的部分从所述手柄部向后显著延伸得更远的细长部分中，所述安装通道在经过所述手柄部之前在挡块处终止并且与所述钻头分隔开，并且包括密封环的保持结构以允许所述导航装置在所述通道内自由转动的方式将所述导航装置紧固地保持在所述安装通道内。
6.根据权利要求1、2或5中任一项所述的立体定位手术钻，其中所述通道包括至少一个具有变化直径的分段。
7.根据权利要求6所述的立体定位手术钻，其中所述至少一个具有变化直径的分段选自于包括阶梯式分段、锥形分段及其组合的组。
8.根据权利要求1、2、5或7中任一项所述的立体定位手术钻，还包括位于所述通道中的密封环。
9.根据权利要求1或2中任一项所述的立体定位手术钻，还包括位于所述主体内的电源。
10.根据权利要求9所述的立体定位手术钻，其中所述电源是不可移除电源。
11.根据权利要求9所述的立体定位手术钻，其中所述电源是可再充电的电源。
12.根据权利要求5所述的立体定位手术钻，其中所述电源是不可移除电源。
13.根据权利要求5所述的立体定位手术钻，其中所述电源是可再充电的电源。
14.根据权利要求1、2、5或7中任一项所述的立体定位手术钻，还包括位于所述主体中的用于插入电源的入口帽，所述入口帽适于在插入所述电源之后永久封闭。
15.根据权利要求1、2、5或7中任一项所述的立体定位手术钻，其中所述主体包括不耐高压加热的材料。
16.根据权利要求1或2中任一项所述的立体定位手术钻，还包括用于驱动所述钻头的致动器。
17.根据权利要求1、2、5或7中任一项所述的立体定位手术钻，还包括适于使所述钻头的转动方向交替的前进/倒退开关。
18.根据权利要求1、2、5或7中任一项所述的立体定位手术钻，其中所述通道与所述钻头布置在共用轴线上。
19.一种用于立体定位地进入体腔的系统，包括：
手术钻，所述手术钻包括：
主体，所述主体具有永久安装在所述主体上的钻头；
设置成基本朝向所述主体的一端的手柄部；
位于所述主体中的通道，所述通道部分地穿过所述主体并且相对于所述钻头处于固定方位，所述通道位于相比所述主体的位于所述手柄部前方的部分从所述手柄部向后显著延伸得更远的细长部分中，所述通道在经过所述手柄部之前在挡块处终止并且与所述钻头分隔开；和
包括密封环的保持结构，用于以允许导航装置在所述通道内自由转动的方式将所述导航装置紧固地保持在所述通道内；以及
立体定位进入装置，所述立体定位进入装置包括可动引导通道和多个安装构件，所述安装构件适于将所述立体定位进入装置附接到一表面。
20.根据权利要求19所述的系统，该导航装置适于容纳在相对于所述钻头处于固定方位的所述通道中。
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